DE4204442C1 - Explosive esp. permissible explosive - contg. fine high explosive powder and additive for safety in fire-damp, which is more powerful than nitroglycerin and esp. economical in coal mining - Google Patents

Abstract

Explosive (I), esp. permissible explosive, contains explosive component(s) (II) and additive(s) (III) to ensure safety in fire damp. (II) consists of high explosive(s) with an average particle fineness less than 10 microns. Average particle size of (II) is 5-6 microns and/or 90% of (II) particles are finer than 10 microns. (II) pref. is hexogen, octogen and/or nitropenta and may also contain nitroglycerin. (II) is used in amts. of 5-25 (wt.)% and is mixed intensively with (III). (III) consists of at least one salt pair component. (I) may also contain an oxidant (IV), esp. KClO4, a desensitiser (V), esp. diethylene glycol, and other additives, esp. carbonates, oxides, stearates, oxalates, flour and swelling agents. USE/ADVANTAGE - (II) is more powerful than nitroglycerine, making (I) esp. economical in (coal) mining, since fewer charges are needed per firing

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sprengstoff, insbesondere einen Wettersprengstoff, und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Hierbei weist der Sprengstoff mindestens eine Explosivstoffkomponente und mindestens eine Zusatzkomponente zur Gewährleistung der Schlagwettersicherheit auf.The invention relates to an explosive, in particular a weather explosive, and a process for its manufacture. The explosive has at least one explosive component and at least one additional component to guarantee weather resistance.

Wettersprengstoffe sind Sprengstoffe für den Untertageeinsatz im Kohlenbergbau, die durch die Art ihrer chemischen Zusammensetzung oder durch bestimmte Zusätze kurze Detonationsflammen aufweisen und die sogenannten Schlagwetter (Methan-Luftgemische) und Kohlenstaub-Luftgemische nicht zünden. Herkömmliche Wettersprengstoffe weisen als Explosivstoffkomponente Sprengöl oder Sprengölmischungen, beispielsweise eine Mischung aus Nitro­ glycerin und Nitroglycol, auf. Um die Schlagwettersicherheit zu gewährleisten, wird eine Salzpaarkomponente der Explosiv­ stoffkomponente zugesetzt.Weather explosives are explosives for underground use in coal mining by the nature of their chemical composition or short detonation flames through certain additives and the so-called firedamp (methane-air mixtures) and do not ignite coal dust-air mixtures. Conventional Weather explosives contain explosive oil as an explosive component or explosive oil mixtures, for example a mixture of nitro glycerin and nitroglycol. For firedamp safety to ensure a salt pair component of the explosive added material component.

Aus der DE-OS 25 29 039 ist ein pulverförmiger Wettersprengstoff bekannt, bei dem als sensibilisierende Komponenten Salpetersäureester des Glycerins, Glykols und Pentaerythrits oder Gemische dieser Substanzen Verwendung finden. Zur Erhöhung der Schlagwettersicherheit ist ein Zusatz eines dämmschichtbildenden Flammschutzmittels vorgesehen, das aus einem Gemisch aus einer Phosphorsäurequelle, einer hydroxylgruppenreichen Komponente und einem Treibmittel besteht.DE-OS 25 29 039 is a powdered weather explosive known in which as a sensitizing component nitric acid ester of glycerol, glycol and pentaerythritol or Mixtures of these substances are used. To increase the Firedamp safety is an addition to an insulation layer Flame retardant is provided, which consists of a mixture a source of phosphoric acid, a component rich in hydroxyl groups and a blowing agent.

Bei einem aus der DE-AS 22 63 761 bekannten Wettersprengstoff wird zur gleichzeitigen Erhöhung der Energie und der Schlagwetter­ sicherheit die Verwendung von Metallcarbonaten vorgeschlagen. Ebenfalls zur Energieerhöhung wird bei dem aus der DE-AS 20 00 620 bekannten pulverförmigen Wettersprengstoff auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten und eines umgekehrten Salzpaares der Zusatz von anorganischen Perchloraten und/oder Ammoniumnitrat vorgeschlagen. Hierbei soll die mittlere Kornfeinheit des pulverförmigen Sprengstoffes kleiner als 100 µm sein.In a weather explosive known from DE-AS 22 63 761 becomes the simultaneous increase in energy and firedamp safety suggested the use of metal carbonates. Also to increase energy is from DE-AS  20 00 620 known powdered weather explosives on the Basis of sensitizing components and an inverse Salt pair the addition of inorganic perchlorates and / or Ammonium nitrate proposed. The middle Grain fineness of the powdered explosive is less than 100 µm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sprengstoff der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein erhöhtes Leistungs­ vermögen aufweist.The invention has for its object an explosive to create an increased performance has assets.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Sprengstoff mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen. Bei dem neuen Sprengstoff liegt die Explosivstoffkomponente zumindest teilweise als hochbrisanter feinkörniger Feststoff vor, der eine mittlere Korngröße von weniger als 10 µm besitzt. Als Ex­ plosivstoffkomponente können hochbrisante, prinzipiell bekannte Sprengstoffe, wie Hexogen, Oktogen und Nitropenta oder Mischungen hiervon, zum Einsatz kommen. Eine derartige Explosiv­ stoffkomponente besitzt gegenüber den bekannten Sprengölen ein höheres Leistungsvermögen bzw. einen höheren Brisanzwert. Der neue Sprengstoff führt zu einem besonders wirtschaftlichen Abbau unter Tage, da hierdurch die Anzahl von Sprengladungen pro Abschlag verringert und damit kostspielige Bohrarbeit reduziert werden kann.According to the invention, an explosive is used to achieve this object proposed with the features of claim 1. In which the explosive component is at least new explosive partly as a highly explosive fine-grained solid has an average grain size of less than 10 microns. As an ex plosive component can be highly explosive, known in principle Explosives such as hexogen, octogen and nitropenta or Mixtures of these are used. Such an explosive Component has a compared to the known explosive oils higher performance or higher explosive value. The new explosives lead to a particularly economical dismantling underground, as this means the number of explosive charges per Reduced discount and thus reduced costly drilling work can be.

Die Herstellung der feinkörnigen Explosivstoffkomponente kann vorteilhaft nach einem Verfahren erfolgen, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 42 00 743.7 beschrieben wird, deren diesbezügliche Offenbarung hiermit ausdrücklich zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.The fine-grained explosive component can be produced advantageously be carried out according to a procedure such as that in German Patent application P 42 00 743.7 is described, the related disclosure hereby expressly to the content of the present application is made.

Die mit sehr geringer mittlerer Korngröße vorliegende hochbrisante Explosivstoffkomponente kann die sprengtechnischen Eigenschaften, wie Detonierbarkeit und Detonationsübertragung gewährleisten.The highly explosive with a very small average grain size Explosive component can have the explosive properties, how to ensure detonability and detonation transmission.

Darüber hinaus wird durch die als Feststoff vorliegende Explosiv­ stoffkomponente die Verwendbarkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, günstig beeinflußt. Im Bergbau treten mit zunehmender Abbautiefe auch höhere Temperaturen auf. Demgemäß müssen die hier zum Einsatz kommenden Sprengstoffe auch bei erhöhten Temperaturen funktionsfähig sein. Es hat sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Wettersprengstoff auch bei höheren Temperaturen eine sehr gute Langzeitlagerfähigkeit besitzt. Insbesondere tritt bei dem erfindungsgemäßen Wettersprengstoff kein Verdampfen leichtflüchtiger, gesundheitsschädlicher Verbindungen auf.In addition, the explosive present as a solid Component usability, especially at high  Temperatures, favorably influenced. Mining occur with increasing Mining depth also at higher temperatures. Accordingly the explosives used here even with increased Temperatures be functional. It has been shown that the Weather explosives according to the invention even at higher temperatures has a very good long-term storage capacity. In particular no evaporation occurs with the weather explosive according to the invention volatile, harmful compounds.

Vorteilhaft sollte die mittlere Korngröße der Explosivstoff­ komponente zwischen 5 bis 6 µm liegen und/oder 90% der Feststoff­ partikeln der Explosivstoffkomponente sollte kleiner als 10 µm sein. Durch ein intensives Mischen der Explosivstoffkomponente mit der Zusatzkomponente werden die sprengtechnischen Eigenschaften, wie Detonierbarkeit und Detonationsübertragung, gewährleistet.The average grain size of the explosive should be advantageous Component are between 5 to 6 microns and / or 90% of the solid particles of the explosive component should be smaller than 10 µm be. By intensive mixing of the explosive component with the additional component the blasting properties, such as detonability and detonation transmission.

Die Verwendung von feinkristallinem Hexogen oder einer Hexogen­ mischung als Explosivstoffkomponente führt zu einem Wetter­ sprengstoff, der gegenüber den bisher bekannten, mit Sprengölen versehenen Sprengstoffen ein erhöhtes Leistungsvermögen aufweist. Vergleichsversuche wurden mit einem neuen Wettersprengstoff der Sicherheitsklasse WI durchgeführt, der einen Hexogen­ bestandteil von 17 und 18 Gewichtsprozent hatte. In beiden Fällen konnte gegenüber einem herkömmlichen Wettersprengstoff, der auf einem Sprengöl-Gemisch basierte, eine Leistungssteigerung nachgewiesen werden. Weiterhin konnten die neuen Wettersprengstoffe auch die Anforderungen an die Schlagwettersicherheit erfüllen und wiesen bei hohen Temperaturen eine gute Lagerfähigkeit auf.The use of fine crystalline hexogen or a hexogen Mixing as an explosive component leads to weather explosives, compared to the previously known, with explosive oils explosives provided has an increased performance. Comparative tests were carried out with a new weather explosive security class WI carried out a hexogen 17 and 18 percent by weight. In both cases could against a conventional weather explosive, the based on a blasting oil mixture, an increase in performance be detected. Furthermore, the new weather explosives also meet the requirements for firedamp safety and showed good shelf life at high temperatures on.

Eine verbesserte Leistungsfähigkeit und Lagerfähigkeit wird auch dann erreicht, wenn die Explosivstoffkomponente teilweise einen Sprengölbestandteil aufweist.Improved performance and shelf life also achieved when the explosive component is partially has an explosive oil component.

Die Explosivstoffkomponente kann vorteilhaft mit einem Anteil von 5 bis 25 Gewichtsprozent vorliegen. Die Schlagwettersicherheit wird vorteihaft durch ein inverses Salzpaar und weitere Zusätze erreicht. The explosive component can advantageously have a portion from 5 to 25 percent by weight. The firedamp safety becomes advantageous by an inverse pair of salts and others Additives achieved.  

Durch den Zusatz einer zusätzlichen Oxidationskomponente, ins­ besondere Kaliumperchlorat, kann die Sauerstoffbilanz ausgeglichen werden. Die Verwendung von Perchloraten als zusätzliches Oxidationsmittel ermöglicht eine weitere Leistungssteigerung bei gleichzeitiger Bildung eines die Zündwahrscheinlichkeit verringernden Alkalichlorids. Weitere Zusätze, insbesondere Carbonate, Stearate, Oxalate, Mehle und Quellmittel, können vorteilhaft zugesetzt werden, um weitere an einen Wettersprengstoff gestellte Anforderungen zu erfüllen.By adding an additional oxidation component, ins special potassium perchlorate, can balance the oxygen balance will. The use of perchlorates as an additional Oxidizing agent enables a further increase in performance with simultaneous formation of the ignition probability reducing alkali chloride. Other additives, in particular Carbonates, stearates, oxalates, flours and swelling agents can advantageously added to more of a weather explosive to meet the requirements.

Weiterhin umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffes, insbesondere eines Wetter­ sprengstoffes. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird einer feinkristallinen Explosivstoffkomponente, die eine Korngröße von kleiner als 10 µm aufweist, eine Phlegmatisierungskomponente zugegeben und mit dieser innig vermischt. Anschließend wird die erhaltene Mischung mit einer Zusatzkomponente zur Ge­ währleistung der Schlagwettersicherheit, vorzugsweise einer Salzpaarkomponente, zusammengeführt und mit dieser bis zum Vor­ liegen einer gleichmäßigen Verteilung innig verrührt wird. Durch diese Verfahrensführung wird ein Sprengstoff erhalten, bei dem die Zusatzkomponente mit den Feinstpartikeln der Explosiv­ stoffkomponente homogen vermengt sind. Vorteilhaft kann vor der Zugabe der Zusatzkomponente eine zusätzliche Oxidations­ komponente, insbesondere Kaliumperchlorat, beigemischt werden.The present invention further comprises a method for Manufacture of an explosive, especially a weather explosives. In the method according to the invention, one fine crystalline explosive component, which is a grain size of less than 10 µm, a desensitizing component added and intimately mixed with this. Subsequently the mixture obtained with an additional component to Ge guarantee of firedamp safety, preferably one Salt pair component, merged and with this up to the front lie in an even distribution. An explosive is obtained through this procedure, where the additional component with the fine particles of the explosive component are homogeneously mixed. Can be advantageous before the addition of the additional component an additional oxidation component, especially potassium perchlorate, are added.

Nachfolgend soll die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Ein­ zelheiten anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben werden.The invention is intended to be described below with further advantageous ones Details are described using exemplary embodiments.

Bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2 handelt es sich um einen Wettersprengstoff der Sicherheitsklasse WI, bei dem die Explosiv­ stoffkomponente aus feinkristallinem Hexogen besteht. Das Feinst-Hexogen liegt mit einer mittleren Korngröße von d₅₀=5 bis 6 µm vor, wobei 90%<10 µm sind. Die Herstellung des feinkristallinen Hexogens erfolgte nach einem Verfahren, das in der deutschen Patentanmeldung P 42 00 743.7 beschrieben wird. Beim Ausführungsbeispiel 2 liegt die Explosivstoffkomponente (Hexogen) mit einem höheren Anteil vor.The exemplary embodiments 1 and 2 are one Weather explosive of security class WI, in which the explosive component consists of fine crystalline hexogen. The The finest hexogen has an average grain size of d₅₀ = 5 up to 6 µm, with 90% <10 µm. The production of the finely crystalline hexogen was carried out by a process which in the German patent application P 42 00 743.7 is described. In embodiment 2, the explosive component is located (Hexogen) with a higher proportion.

Beide Ausführungsbeispiele weisen ein inverses Salzpaar zur Ge­ währleistung der Schlagsicherheit auf.Both embodiments have an inverse salt pair to Ge guarantee of impact safety.

Die Wettersprengstoffe gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 werden einem herkömmlichen Wettersprengstoff gegenübergestellt, dessen Explosivstoffkomponente aus einer Sprengölmischung besteht. Hierbei liegt die Explosivstoffkomponente als Nitroglycerin- und Nitroglycol-Mischung im Verhältnis 60 : 40 vor.The weather explosives according to working examples 1 and 2 are contrasted with a conventional weather explosive, whose explosive component consists of an explosive oil mixture. Here the explosive component lies as nitroglycerin and 60:40 nitroglycol mixture.

Aus der nachstehenden Tabelle gehen die weiteren Bestandteile der drei gegenübergestellten Wettersprengstoffe hervor. The other components are shown in the table below of the three weather explosives compared.  

Die Gegenüberstellung zeigt, daß die Verwendung von Hexogen als Explosivstoffkomponente gegenüber dem herkömmlichen Wetter­ sprengstoff ein gesteigertes Leistungsvermögen erbringt. Eine besondere Steigerung des Leistungsvermögens wurde bei dem Aus­ führungsbeispiel 2 erzielt, dem als zusätzliche Oxidations­ komponente Kaliumperchlorat zugesetzt ist.The comparison shows that the use of hexogen as Explosive component compared to conventional weather explosives provides increased performance. A special increase in performance was at the end example 2 achieved that as an additional oxidation Component potassium perchlorate is added.

Auch bei Wettersprengstoffen der Sicherheitsklasse WII und WIII kann die Verwendung von Hexogen als Explosivstoffkomponente zu einer Verbesserung des Leistungsvermögens führen.Also with weather explosives of security classes WII and WIII may increase the use of hexogen as an explosive component lead to an improvement in performance.

Die als feinkörniger Feststoff vorliegende Explosivstoff­ komponente führt zu einem verbesserten Langzeitlagerverhalten und ermöglicht auch den Einsatz bei erhöhten Temperaturen.The explosive present as a fine-grained solid component leads to improved long-term storage behavior and also enables use at elevated temperatures.

Claims (12)

1. Sprengstoff, insbesondere Wettersprengstoff, mit mindetens einer Explosivstoffkomponente und mindestens einer Zusatzkomponente zur Gewährleistung der Schlagwettersicherheit, dadurch gekennzeichnet, daß als Explosivstoffkomponente ein hochbrisanter, feinkristalliner Explosivstoff oder eine Mischung verschiedener derartiger Explosivstoffe eingesetzt wird, wobei die Explosivstoff-Komponente als feinkörniger Feststoff vorliegt, der eine mittlere Kornfeinheit von weniger als 10 µm besitzt.1. explosives, in particular weather explosives, with at least one explosive component and at least one additional component to ensure firedamp safety, characterized in that a highly explosive, finely crystalline explosive or a mixture of such explosives is used as the explosive component, the explosive component being present as a fine-grained solid, which has an average grain size of less than 10 µm. 2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße der Explosivstoffkomponente zwischen 5 bis 6 µm liegt und/oder 90% der Feststoffpartikel der Ex­ plosivstoffkomponente kleiner als 10 µm sind.2. explosive according to claim 1, characterized, that the average grain size of the explosive component between 5 to 6 µm and / or 90% of the solid particles of the Ex plosive component are smaller than 10 microns. 3. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosivstoffkomponente intensiv mit der Zusatzkomponente vermischt vorliegt.3. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that the explosive component intensely with the additional component is mixed. 4. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosivstoffkomponente aus Hexogen oder Oktogen oder Nitropenta oder einer Mischung hiervon besteht. 4. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that the explosive component made of hexogen or octogen or Nitropenta or a mixture thereof.   5. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosivstoffkomponente teilweise einen Sprengöl­ bestanddteil aufweist.5. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that the explosive component is partially an explosive oil has constituent. 6. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosivstoffkomponente mit 5 bis 25 Gewichtsprozent vorliegt.6. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that the explosive component with 5 to 25 weight percent is present. 7. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente als mindestens eine Salzpaarkomponente vorliegt.7. explosives according to any one of the preceding claims, characterized, that the additional component as at least one salt pair component is present. 8. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Oxidationskomponente, insbesondere Kalium­ perchlorat, enthalten ist.8. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that an additional oxidation component, especially potassium perchlorate. 9. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phlegmatisierungskomponente, insbesondere Diethylenglykol, zugegeben ist.9. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that a desensitizing component, especially diethylene glycol, is admitted. 10. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Zusätze, insbesondere Carbonate, Oxide, Stearate, Oxalate, Mehle und Quellmittel enthalten sind. 10. explosive according to one of the preceding claims, characterized, that further additives, in particular carbonates, oxides, stearates, Oxalates, flours and swelling agents are included.   11. Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffes, insbesondere eines Wettersprengstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß einer feinkristalinen Explosivstoffkomponente, die eine Korngröße von kleiner als 10 µm aufweist, eine Phlegmatisie­ rungskomponente zugegeben wird und mit dieser gemischt wird, und daß die erhaltene Mischung mit einer Zusatzkomponente zur Gewährleistung der Schlagwettersicherheit, vorzugsweise einer Salzpaarkomponente, zusammengeführt wird und mit dieser bis zum Vorliegen einer gleichmäßigen Verteilung innig verrührt wird.11. Process for the production of an explosive, in particular one Weather explosives, characterized, that a fine crystalline explosive component, the one Has grain size of less than 10 microns, a phlegmatism is added and mixed with this, and that the mixture obtained with an additional component for Ensuring firedamp safety, preferably one Salt pair component, is merged and with this up to Presence of an even distribution is stirred intimately. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zugabe der Zusatzkomponente eine zusätzliche Oxida­ tionskomponente, insbesondere Kaliumperchlorat, beigemischt wird.12. The method according to claim 11, characterized, that before the addition of the additional component, an additional oxide tion component, especially potassium perchlorate, added becomes.